摘要:近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,基于此,越來(lái)越多的工業(yè)企業(yè)對(duì)新型金屬材料的需求量不斷增加。新型金屬材料是許多行業(yè)中必不可少的工程組成材料。新型金屬材料是合金的一部分,與普通金屬材料相比,具有類型多樣化的特點(diǎn),在性能和質(zhì)量上有很大的提高。新型金屬材料由于可鑄性高,焊接性好,導(dǎo)熱性高,所以很多企業(yè)對(duì)這種金屬材料鍛造和二次成型。本文詳細(xì)闡述了新型金屬材料及其加工特性及原則,探討了這些技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,這對(duì)新材料成型加工領(lǐng)域和材料工業(yè)方面有著不可缺少的意義。
關(guān)鍵詞:新型金屬材料;成型加工;加工技術(shù)
引言
新型金屬材料得到了廣泛的應(yīng)用,對(duì)于人們的生活和工業(yè)生產(chǎn)都產(chǎn)生了巨大的影響。而如何加強(qiáng)新金屬材料的成型加工,以節(jié)省材料并達(dá)到現(xiàn)代工藝需求,這是當(dāng)前新型金屬材料成型加工的重點(diǎn)。除了加強(qiáng)新型金屬材料成型加工技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新之外,同時(shí)還要掌握相應(yīng)的加工工藝,進(jìn)而使得新型金屬材料能夠得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然,在新型金屬材料成型加工過(guò)程當(dāng)中,首先要遵循其加工原則,在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)有的加工技術(shù)以不斷優(yōu)化其加工技術(shù),從而提升新型金屬材料成型加工的效益和質(zhì)量。
1新型金屬材料及其加工特性
由金屬元素構(gòu)成的金屬材料具有金屬特性,也具備較好的延展性。新型金屬材料皆為合金,具有較多的種類,相比之普通金屬材料來(lái)說(shuō),具有更佳的性能與質(zhì)量?,F(xiàn)下,廣泛流通于市場(chǎng)上的新型金屬材料有非晶態(tài)合金、形狀記憶合金和高溫合金等。就新型金屬材料二次成形加工來(lái)說(shuō),其加工技術(shù)主要由擠壓、焊接、鑄造和超塑成型等組成。其加工特性主要如下:(1)鑄造性。由于新型金屬材料皆為合金的緣故,有著較高的熔點(diǎn),這也使其不具備較高的收縮性和流動(dòng)性,能為鍛造與二次成型加工提供便利。(2)鍛壓性。作為新型金屬材料基本特性之一的鍛壓性,能使新型金屬材料具有更高的可塑性,進(jìn)一步提高成型加工之后的性能優(yōu)勢(shì)。(3)焊接性。原始金屬材料要想應(yīng)用于工程中,通常都要在焊接并完成二次成型后方可進(jìn)行,而因新型金屬材料具有焊接性這一基礎(chǔ)特性的緣故,有著良好焊接性、高導(dǎo)熱性能的要求,以便在成型加工期間確保材料不會(huì)有裂縫、氣孔產(chǎn)生。
2新金屬材料的成型加工的原則
新型金屬材料廣泛應(yīng)用于工程建筑,機(jī)械設(shè)備,航空航天等領(lǐng)域。它們通常具有良好的耐磨性和高硬度,以達(dá)到不同的工程建設(shè)要求和機(jī)械化生產(chǎn)的合格要求。然而,新金屬材料的這種特性給其成型過(guò)程增加了許多的難度。比如說(shuō),金屬材料的較高硬度會(huì)使它們難以在普通鍛造環(huán)境中變形,這使得難以將它們打造為某種形狀或尺寸的工業(yè)配件。每種金屬材料有著各自的特點(diǎn),市場(chǎng)對(duì)金屬材料成型后的質(zhì)量和性能也有著不一樣的技術(shù)要求。所以,按照金屬材料的不同特性,通常采用不同的成型技術(shù)。比如,一些特殊金屬材料的二次成型只能通過(guò)纖維增強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以,在實(shí)際形成新型金屬材料的過(guò)程中,必須根據(jù)材料的特性采用特定的工藝方法,有效地促進(jìn)新型金屬材料的形成。新型金屬材料的二次成型工藝是一個(gè)非常復(fù)雜和精細(xì)的工藝,通常包含復(fù)雜的加工技術(shù),如焊接,鑄造,按壓,超級(jí)成型等。在真實(shí)狀態(tài)下的的成型加工工藝過(guò)程中中,一旦操作人員出現(xiàn)重大操作失誤,即使出現(xiàn)小錯(cuò)誤,也會(huì)為金屬材料的的成型加工技術(shù)到來(lái)非常大的影響。例如,在鑄造過(guò)程中,如果不仔細(xì)控制鑄造模具的尺寸和規(guī)格,成型后的成品金屬制品的質(zhì)量和規(guī)格將不能滿足零件的要求,這不僅會(huì)帶來(lái)巨大的成本損失還會(huì)造成巨大的成本浪費(fèi),還會(huì)波及到工程的進(jìn)行周期或機(jī)械設(shè)備的制作進(jìn)度,并增加制造或制作周期。所以,在形成新的金屬材料之前,研究人員需要對(duì)金屬材料的化學(xué)和物理性質(zhì)進(jìn)行徹底的研究和分析,以便能夠根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件分析具體問(wèn)題并處理不同的金屬材料。
3新型金屬材料成型加工技術(shù)應(yīng)用
3.1粉末冶金法。粉末冶金技術(shù)能夠有效的完成形狀不復(fù)雜、尺寸較小、精密度較高零件的制造,由于該技術(shù)能將界面反應(yīng)控制在相對(duì)較少的范圍之內(nèi),同時(shí)也能夠完成顆粒制造、復(fù)合材料零件制造,以及實(shí)現(xiàn)金屬基復(fù)合材料的速度增強(qiáng)等的一系列操作。在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中,相關(guān)的工作人員可以根據(jù)需要制造的零部件的具體情況來(lái)增強(qiáng)相應(yīng)物質(zhì)的含量,并對(duì)其中的含量進(jìn)行相關(guān)的調(diào)節(jié),例如,有效地將顆粒含量控制在零部件整體的半數(shù)以上。通過(guò)使用粉末冶金技術(shù)能夠完成成型和制造過(guò)程當(dāng)中的高精密增加,進(jìn)而顯著的提升零部件組織的細(xì)密性。例如,美國(guó)DWA公司在進(jìn)行自行車架和設(shè)備支撐架的制造過(guò)程當(dāng)中,都全面地應(yīng)用了粉末冶金技術(shù)。
3.2鐵鑄成型法。我國(guó)鑄鐵技術(shù)在進(jìn)步階段中持續(xù)改進(jìn)。在這個(gè)階段,整體鑄鐵技術(shù)水平得到了明顯增高,并已大量應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的制造和生產(chǎn)進(jìn)程中。該技術(shù)不但能夠完成傳統(tǒng)的零件成型和加工,還可以廣泛應(yīng)用于復(fù)合零件的制造和生產(chǎn)過(guò)程。但是,隨著實(shí)際加工要求的不斷提高和整個(gè)工藝日益復(fù)雜化,使用鑄鐵進(jìn)行有關(guān)的成型加工已經(jīng)不能滿足實(shí)際加工和成型的要求。
3.3機(jī)械鑄造法。在新型金屬基復(fù)合材料的加工當(dāng)中,采用銑、車及鉆等方式進(jìn)行機(jī)械加工鑄造法加工,對(duì)于精加工鋁等復(fù)合材料可以采用金剛石刀具來(lái)進(jìn)行成型加工。采用機(jī)械加工鑄造法,在現(xiàn)代工藝的加工當(dāng)中依靠機(jī)械來(lái)進(jìn)行銑、車以及鉆操作,利用乳化液進(jìn)行冷卻,以此來(lái)保障復(fù)合材料的加工效果。在新型金屬成型加工過(guò)程當(dāng)中,根據(jù)零件的加工樣式,進(jìn)而選取相應(yīng)的幾何切割方式,這就是電切割法,其利用的正極溶解的方式,充分利用新型金屬材料的物理,化學(xué)性質(zhì)。
3.4焊接技術(shù)法。該方法是重要的成型加工法,在成型構(gòu)建金屬基復(fù)合材料中的應(yīng)用十分廣泛,如自行車、汽車傳動(dòng)軸及航天飛機(jī)等。焊接熔池粘度、流動(dòng)性極易有變化產(chǎn)生,同時(shí)增加物也會(huì)對(duì)其造成影響。成型加工期間,集體金屬、增強(qiáng)物是金屬化學(xué)反應(yīng)的主要發(fā)生處,會(huì)在一定程度上限制焊接速度,就處理該問(wèn)題的方法而言,通常由以下三方面組成:(1)在慣性摩擦的運(yùn)用下,以一個(gè)部件為對(duì)象進(jìn)行軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn);(2)利用擴(kuò)散焊的方法實(shí)施焊接;(3)熔化焊的基本處理方法。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,新型金屬材料成型加工的全面發(fā)展不僅是社會(huì)的需要,同時(shí)也是成型加工技術(shù)發(fā)展的必然。在此情況下,相關(guān)人員就必須要全面加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)使用過(guò)程當(dāng)中的問(wèn)題的重視,并采取一系列有效的方法和措施不斷地提升整體的技術(shù)水平,及時(shí)地彌補(bǔ)技術(shù)使用過(guò)程當(dāng)中存在的不足。企業(yè)還必須要制定科學(xué)、可行的技術(shù)管理制度和應(yīng)用模式,并在創(chuàng)新和發(fā)展新思路的有效引導(dǎo)之下,不斷的引進(jìn)先進(jìn)的新型金屬材料成型加工工藝和經(jīng)驗(yàn),并根據(jù)我國(guó)的實(shí)際需求對(duì)其進(jìn)行一系列的改進(jìn)調(diào)整。
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作者簡(jiǎn)介:姚智彬,男,1987.09.30,遼寧省,研究方向;材料。